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探究一一、实验步骤1.按图(甲)装置竖直架稳打点计时器,并用导线将打点计时器接在4~6V交流电源上。2.将长约1m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器,用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方。3.接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列的点。4.换几条纸带,重复上面的实验。5.在取下的纸带中挑选第一、二两点间距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。先记下第一点0的位置,再任意取五个点1,2,3,4,5,用刻度尺测出距0点的相应距离,如图(乙)所示。6.计算出各点对应的瞬时速度v1,v2,v3……。7.计算各点对应的势能减少量mghn,并和动能增加量mv/2进行比较。三、注意事项1.应尽可能控制实验条件,即应满足机械能守恒的条件,这就要尽量减少各种阻力,采取的措施有:(1)铁架台应竖直安装,可使纸带所受阻力减小。(2)应选用质量和密度较大的重物,增大重力可使阻力的影响相对减小,增大密度可以减小体积,可使空气阻力减小。2.应先接通电源让打点计时器开始打点,再放开纸带让重锤下落。四、误差分析1.测量长度时会存在偶然误差,所以测长度时要多测几次,取平均值即可减小此误差。2.由于本实验中有纸带与限位孔间的摩擦力(主要因素)和空气阻力(次要因素)的影响,这是系统误差,它使增加的动能小于减小的重力势能,要减小影响,采用增加重锤质量的办法,因为当重锤的重力远大于阻力时,可忽略阻力的影响。3.为了减小相对误差,选取的计数点最好离第一个点远一些。4.若第一、第二两点间的距离小于2mm,则这两点间的时间间隔不到0.02s或阻力过大。实验原理及操作步骤考点二“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示采用重物自由下落的方法:(1)实验中,下面哪种测量工具是必需的______。A.天平 B.直流电源C.刻度尺 D.秒表典例剖析典例1C(2)已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,所用重物的质量为200g。实验中选取一条符合实验要求的纸带如下图所示,O为纸带下落的起始点,A、B、C为纸带上选取的三个连续点。乙1.92(3)实验中,发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能,造成这种现象的主要原因是___________________________________________。思路引导:做实验,要理解其目的、原理、器材及其思路,才能很好地分析处理实验的有关问题。克服空气对重物和打点计时器对纸带的阻力做功对点训练1.在验证机械能守恒定律的实验中,有同学按以下步骤进行实验操作:A.用天平称出重物和夹子的质量。B.固定好打点计时器,将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器。C.松开纸带,接通电源,开始打点。并如此重复多次,以得到几条打点纸带。第八章机械能守恒定律第五节实验:验证机械能守恒定律目标体系构建【学习目标】1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。2.掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法。【思维脉络】课前预习反馈 实验目的验证机械能守恒定律。知识点1 实验原理在只有________作用的自由落体运动中,物体的重力势能和动能可以互相转化,但总机械能________。若物体由静止下落高度h时,其瞬时速度为v,则重力势能的减小量为__________,动能的增加量为__________,看它们在实验误差允许的范围内是否相等,若相等则验证了机械能守恒定律。知识点2重力守恒mgh 实验器材铁架台(带铁夹),打点计时器,重锤(带纸带夹子),纸带数条,复写纸片,导线,毫米刻度尺。除了上述器材外,还必须有____________(交流4~6V)。注意:重锤应选体积________、质量________者,以减少空气阻力的影响。又因无需测其质量,所以本实验不用________。知识点3学生电源较小较大天平课内互动探究
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